激光类型如何影响激光切割
㈠ 激光切割都有哪些技术种类
激光切割技术有两种:一种是脉冲激光适用于金属材料。第二种是连续激光适用于非金属材料,后者是激光切割技术的重要应用领域。
激光切割机的几项关键技术是光、机、电一体化的综合技术。在激光切割机中激光束的参数、机器与数控系统的性能和精度都直接影响激光切割的效率和质量。特别是对于切割精度较高或厚度较大的零件,必须掌握和解决以下几项关键技术。
焦点位置控制技术
激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度与面积成反比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝;同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏,因此一般大功率CO2激光切割机工业应用中广泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm之间。对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即5mm左右。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。顾虑到切割质量、切割速度等因素,原则上6mm的金属材料,焦点在表面上;6mm的碳钢,焦点在表面之上;6mm的不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。
在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种:
(1)打印法:使切割头从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径最小处为焦点。
(2)斜板法:用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的最小处为焦点。
(3)蓝色火花法:去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割头从上往下运动,直至蓝色火花最大处为焦点。
对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,国内外激光切割系统的制造商提供了一些专用的装置供用户选用:
(1)平行光管。这是一种常用的方法,即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理,扩束后的光束直径变大,发散角变小,使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。
(2)在切割头上增加一独立的移动透镜的下轴,它与控制喷嘴到材料表面距离(standoff)的Z轴是两个相互独立的部分。当机床工作台移动或光轴移动时,光束从近端到远端F轴也同时移动,使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。
(3)控制聚焦镜(一般为金属反射聚焦系统)的水压。若聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时,自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。
(4)飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短;反之当切割近端光程减小时,使补偿光路增加,以保持光程长度一致。
㈡ 激光切割都有哪些分类
激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中,可大大减少加工时间,降低加工成本,提高工件质量。激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。与传统的板材加工方法相比,激光切割其具有高的切割质量、高的切割速度、高的柔性(可随意切割任意形状)、广泛的材料适应性等优点。
(1)激光熔化切割
在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。
激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,而气体本身不参与切割。
——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。
——最大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下,限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。
——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。
——产生熔化但不到气化的激光功率密度,对于钢材料来说,在104W/cm²~105W/cm²之间。
(2)激光火焰切割
激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用,产生化学反应使材料进一步加热。对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。
另一方面,该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。
——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。
——所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。
(3)激光气化切割
在激光气化切割过程中,材料在割缝处发生气化,此情况下需要非常高的激光功率。
为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。
该加工不能用于,象木材和某些陶瓷等,那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外,这些材料通常要达到更厚的切口。
——在激光气化切割中,最优光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。
——激光功率和气化热对最优焦点位置只有一定的影响。
——所需的激光功率密度要大于108W/cm2,并且取决于材料、切割深度和光束焦点位置。
——在板材厚度一定的情况下,假设有足够的激光功率,最大切割速度受到气体射流速度的限制。
㈢ 影响激光切割精度的要素都有哪些
作为钣金激光加工行业最关心的问题是在提率的前提如何提高激光加工的精度,众所周知,激光切割精度是衡量一台激光切割机好坏的一个重要组成部分,事实上,金属激光切割机的精度并非完全取决于设备本身,而是由很多方面因素组成,今天我们来讨论一下影响激光切割精度的几大要素:
一、通过光学聚焦的原理,我们都知道激光光束为锥形,也因此切出来的缝隙也是锥形,在这种情况下,厚度0.3MM的不锈钢就会比2MM的切缝小的多。这就是影响金属激光切割机切割精度的一大要素——取决于激光光束的形状。在这种锥形的激光光束条件下,工件厚度越大,精度也就会越低,因此切缝越大。
二、当锥形的激光光束聚集在一起之后,此时的光斑会越变越小,因此该激光切割的精度也变得越来越高,特别是切缝的幅面也就变得越来越小。在这个时候最小的光斑可以达到0.01mm。这也是影响激光切割机切割精度的要素之一。
三、在这样的情况下,不同材质的切割精度也稍有不同。即使是同一材质,如果材料的成分不同,切割的精度也会有差异。因此,工件材质对激光切割精度也有一定的影响。
四、其实,即便是简单的工作台,高精度的工作台,也会导致高精度的激光切割效果,所以机床稳定性是保证激光加工精度提高的另一个重要因素。
综合以上四大因素,所以选择激光切割机的朋友们在购买激光切割机的时候需要根据自己的实际情况来选购适合自己的经济的激光切割机。
㈣ 影响激光切割机质量的主要因素有哪些
直接影响切割机的质量的因素有:
1、材料的厚度
2、激光输出功率及模式
3、表面粗糙度
4、焦点位置
5、切割速度
6、辅助气体压力和种类
当然这些仅是法利莱员工在实际操作中得出的六点,仅供参考。
㈤ 会影响到激光切割机切割质量的因素有哪些
有很多啊 给你分为几个部分讲
一,机械方面的:1,机床使用的螺杆丝杆(齿轮齿条)的精度
2,机床使用的导轨精度
3,选用的电器模块和伺服电机的质量,还有机床的软件是否过硬
4,前面3条很容易解决,最关键的因素在于:机床设计的是否优秀,有没有很多灵活的模块供装配、调试人员调整,调整激光切割机涉及到许多方面,XY轴垂直度、直线度、画圆时的圆度等等等等。优秀的激光切割机在那么大的移动范围内(6M²)误差不超过0.001M
二,激光方面的:这一方面想要技术突破是比较艰难的
1,激光的瓦数:现在国内企业的主流机型都在1000瓦以下,切割金属是很吃力的,少数的企业已经能达到2000-3000千瓦,但技术有待成熟。国外的机型基本在3000-4000瓦左右,多的有8000-10000瓦甚至更多(3000瓦的激光器如果对光够准可以瞬间穿透20mm的碳钢板)
2,激光器的类型:现在主流的是CO2激光器,更先进的有固体激光器,两者波长不同,切割性质略有不同。
3,对光:与上面一样,最关键的还是在机床的设计能否让人员准确的调整,激光器输出的光斑大约有1-2cm²但对焦在金属上是只是一个非常小的一个点,这样的对光才能提高激光器的利用度,在切割时的气体的流量也要调整好。
总之:以下所有的要求达到:激光功率足够大,对光好,切割气体流量合适,机床机械部分精准,伺服部分问题,机床软件好,那么切割质量就很好,不留毛边,图形准确速度快。自己打的,很累啊 分给我吧!!
㈥ 纯氧激光切割对零件的切割面的硬度是如何影响的
很简单。抄
激光切割属于热切割。
就是通过激光焦点的高能量密度的热量将钢板融化,再通过辅助气体吹掉融化产生的熔融物质,形成切割缝,达到切割的目的。
切割碳钢时选用的辅助气体为氧气,氧气作用的其中一个就是促进氧气反应。
这样就会使切割面产生氧化皮,近热影响区的材质也会发生变化。变硬变脆。
打个比方,虽然激光可以切很小的孔,但是激光切割的孔不能直接用于攻丝,螺纹孔。就是因为切割面的材料发生变化了。解决的方法有用激光在要攻丝的地方打一个标点再攻丝。或都要攻10毫米的丝时,可以切6毫米-8毫米孔再攻就容易了。
㈦ 激光切割原理的激光切割原理、分类及特点
(1)激光切割的原理激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。激光切割的原理见下图。(2)激光切割的分类1)汽化切割利用高能量密度的激光束加热工件。在短的时间内汽化,形成蒸气。在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要大的功率和功率密度。激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。2)熔化切割激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。所需能量只有汽化切割的1/10。激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。3)氧气切割它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。4)划片与控制断裂激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出一条小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。
㈧ 激光切割机对人体有什么伤害
激光对人体的主要危害是眼睛和皮肤,激光照射到人体的任何部位都会引起灼伤回 。
尤其光纤激光长时间观察会严答重危害到眼睛视网膜!所有操作人员必须严格佩戴
激光防护眼镜!禁止不佩戴眼镜进行操作以及观察! 应避免将身体任何部位置
于激光设备的飞行光路中,以免误操作造成伤害。
眼和皮肤的保护:在激光加工中,通常使用 CO2、YAG 与光纤激光器,不同类型的激光,对人体造成的伤害是不同的。YAG 与光纤激光有可能损伤眼睛的视网膜,由于 YAG 与光线激光的波长对眼睛的透射率极高,危害性也更大。CO2 激光的危害主要是对眼睛角膜的灼伤。 两种激光照射均有可能引起眼睛的白内障和对皮肤产生灼伤的危险 。因此,要根据激光的种类不同,采用相应的防护措施。该机床所配激光器为光纤激光器,所以严格佩戴防护眼镜。
防火保护:激光切割加工时,经常用到氧气,加上切割时火花的飞溅,氧气容易导致火灾的危险。因此工作区不应有易燃易爆物品存在,同时具备相应的防范设施。
㈨ 影响激光切割机精度有哪些方面呢
激光切割机精度也不完全取决于设备本身,而是由多方面因素组成,主要有以下几大因素:版
1、激权光束通过聚焦后的光斑的大小
激光束聚集后的光斑越小,切割精度越高,特别是切缝较小,最小的光斑可达0.01mm。
2、工作台的走位精度决定着切割的重复精度
工作台精度越高,切割的精度越高。
3、工件厚度越大,精度越低,切缝越大。
由于激光光束为锥形,切缝也是锥形,厚度0.3MM的不锈钢比2MM的切缝小的多。
4、工件材质对激光切割精度有一定影响。
同样情况下,不锈钢要比铝的切割精度高,切面光滑一些。
激光切割机切割精度是衡量激光切割机好坏的一个重要组成部分。